JP2006194672A - ステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザ測長器の測定結果に基づき、位置制御を行うステージ装置において、Ａｂｂｅ誤差の少ないステージ装置を実現すること。
【解決手段】 移動ステージ１０上にはワーク保持ステージ２２が設けられ、ワーク３０が載置される。移動ステージ１０にはレーザ測長器４２が内蔵され、また、移動ステージ１０の側面にレーザ光反射ユニット４４が取り付けられ、レーザ出入射口４３から入出射するレーザ光の光軸を、ワーク保持ステージ２２の表面の位置にまで移動させる。ミラー４１はワーク保持ステージ２２に対向する位置に設けられ、レーザ光は、全反射ミラー４５ａおよび全反射ミラー４５ｂで反射して、全反射ミラー４５ｂに対向する位置に設けられたミラー４１に入射する。ミラー４１で反射したレーザ光は、全反射ミラー４５ｂおよび全反射ミラー４５ａで反射して、レーザ測長器４２に入射する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ測長器により移動距離が制御されるステージ装置に関し、特に、Ａｂｂｅ（アッべ）誤差と呼ばれる誤差を少なくすることができるステージに関するものである。

位置（距離）を測定する点と、実際に位置（距離）を制御したい点の、位置が異なることにより生じる位置決め誤差のことをＡｂｂｅ（アッベ）誤差という。
図７，図８を用いて、Ａｂｂｅ誤差について説明する。
図７に、移動体１００が移動するときの回転の自由度を示す。回転の自由度には、図に示すように、移動方向を回転軸とするローリング、移動方向を含む平面内で、移動方向に直交する軸を回転軸とするピッチング、移動方向に直交する平面内で、移動方向に直交する軸を回転軸とするヨーイングがある。Ａｂｂｅ誤差は、ピッチングを原因として発生する誤差である。
図８は、Ａｂｂｅ誤差を簡単に説明するための図である。
移動体１００は、ボールねじの移動子１０１に取り付けられており、ボールねじ１０２が回転することにより、移動体１００は図面左右に移動する。
移動体１００の移動距離は、ボールねじ１０２の移動子に取り付けられたセンサヘッド１０３がリニアスケール１０４上を移動することにより検出される。位置を制御したい物体（ワーク）１１０は、移動体１００の上部に置かれるものとする。

ワーク１１０を図８（ａ）の位置から、矢印で示した位置まで図面右方向に移動させる場合を考える。
ボールねじ１０２は、現在の位置から矢印位置までの距離に相当する分だけ回転し、移動体１００は右方向に移動する。
この時、センサヘッド１０３は移動距離を検出し、移動機構の制御部（不図示）に移動距離信号を送る。制御部はその信号に基づき、所定の距離に達したら、ボールねじ１０２の回転を止め、移動体１００の移動を停止する。
ところが、図８（ｂ）に示すように、移動体１００にピッチングが生じると、センサヘッド１０３は移動距離を正しく検出しているのに、ワーク１１０が載置されている移動体１００（ワークステージ）の上部は、測長方向に関して所望の位置からずれてしまう。 しかし、センサヘッド１００の位置は正しいものであるため、このずれはセンサヘッド１０３には検知されず、修正することができない。
上記のような位置ずれは、位置を測定する点（即ち位置センサのある位置）と位置を制御したい点（ワークのある位置）が異なるため生じるものであり、上記誤差が生ずると、ワーク１１０の位置を正しく制御することができない。
このような測長点と制御点が異なるために生じる、測長方向の制御ができない誤差のことをＡｂｂｅ（アッベ）誤差という。
本来は、ワークを所望の位置に移動させるために移動体を移動させるのであるから、移動体の移動位置がいくら正確であっても、肝心のワークの位置にずれが生じてしまうと、ワークの不良発生等の問題を引き起こす場合がある。

図９は、Ａｂｂｅ誤差が、例えば露光装置に使用されるステージ装置において生じる様子を示す図である。同図により、ステージ装置の概略の構成と動作とを簡単に説明する。基本的には図８と同様である。
ベースプレート（基台）１５にボールねじ１１が取り付けられており、移動ステージ１０は、ボールねじ１１の移動子１２に取り付けられ図面左右に移動する。移動ステージ１０の上には、Ｚ移動機構２１を介して、ワーク３０を保持するワーク保持ステージ２２が設けられる。ワーク保持ステージ２２の表面には真空吸着溝や孔など（不図示）が設けられ、載置されたワーク３０を保持する。
ワーク３０は、本ステージが露光装置に使用される場合は、レジストが塗布されたウエハやプリント基板等である。
Ｚ移動機構２１はワーク保持ステージ２２を図面上下方向（Ｚ方向）に移動させ、ワーク３０の高さ方向や水平方向の位置を調節する。なお、上記移動ステージ１０、Ｚ移動機構２１、ワーク保持ステージ２２を一緒にしたものを以下ではワークステージ２０という。
移動ステージ１０の図面左右方向の移動距離は、ボールねじ１１の移動子１２に取り付けられたセンサヘッド１３がリニアスケール１４上を移動することにより検出される。
移動ステージ１０を、図９（ａ）から図９（ｂ）に移動するとき、ピッチングが起きると、前記図８で説明した場合と同様に、本来位置制御を行いたいワークの位置にはＡｂｂｅ誤差が発生する。
露光装置に使用する移動ステージにおいてＡｂｂｅ誤差が生じると、移動ステージをあらかじめ設定された距離だけ移動させ、ワークを複数の露光領域に分割して逐次露光するような場合、所定の位置に露光できず、製品不具合の原因となる。
なお、図９においては、移動ステージ１０の移動方向を図面左右方向のみで説明したが、露光装置に使用する場合などは、それに直交する図面手前奥方向に移動する機構も設けられるので、その方向にも同様にＡｂｂｅ誤差が発生する。

図１０、図１１は、ステージの移動手段としてボールねじを用いない、平面ステージ装置におけるＡｂｂｅ誤差を説明する図である。このようなステージ装置においてもＡｂｂｅ誤差は発生する。以下に説明する。
平面ステージ装置としては、例えば、特許文献１に示されるような、平面状のプラテンの上を、エアーにより浮上した移動ステージがＸＹ方向に移動するソーヤステージと呼ばれるステージ装置があげられる。
図１０（ａ）は、ソーヤステージの概略構成を示す図である。
プラテン１５の表面には、碁盤目状に強磁性体の凸極が設けられている。移動ステージ１０は、エアーを噴出する（エアー噴出し口は不図示）ことによりプラテン１５から浮上している。移動ステージ１０のプラテン１５に対向する側には、移動子１６が設けられる。移動子１６は、プラテン１５の凸極の間隔に対して所定の間隔で設けられ、磁界の強さを変化させることができる複数の磁極から構成され、移動子１６とプラテン１５の凸極との間の磁力を変化させることにより、移動ステージ１０が移動する。
移動ステージ１０の上には、図９と同様に、Ｚ移動機構２１を介して、ワーク３０を保持するワーク保持ステージ２２が設けられ、ワーク３０はワーク保持ステージ２２により保持される。

このようなステージにおいて、移動ステージ１０の下面に設けた移動子１６とプラテン１５の凸極の関係（移動子の磁極の磁界の強さを変化させた回数）のみで、移動ステージ１０の位置を制御しようとすると、主に、プラテン１５の表面精度を原因として、上記したＡｂｂ誤差の問題が生じる。
例えば、図１０（ｂ）に示すように、プラテン１５に微小な段差がある場合、移動ステージ１０は、プラテン１５に対して所定の間隔でエアー浮上しているので、プラテンの段差に合せて傾き、ワーク３０の表面位置においてＡｂｂｅ誤差を生じる。
また、移動ステージ１０はプラテン１５の表面に対して平行に移動するので、図１１に示すように、プラテン１５の表面にうねりがある場合、基準面に対して、制御位置が所望の位置にあったとしても、ワークの表面位置は、Ｓ１においては基準面からの距離が短くなり、Ｓ２においては長くなる。

上記のようなＡｂｂｅ誤差は、ワークを複数の露光領域に分割して逐次露光するステップ＆リピートの露光装置のワークステージにおいて、特に問題になる。
ステップ＆リピートでワークを露光する露光装置においては、ワークは複数の露光領域に分割され、ワークを載置したワークステージが、該露光領域の大きさに応じてステップ移動を繰り返すことにより、パターンが露光されていく。したがって、Ａｂｂｅ誤差が生じると、パターンを露光位置が、所定の位置からずれ、製品の不具合を引き起こす原因になる。
したがって、Ａｂｂｅ誤差を防ぐために、露光装置における従来のステージは、図１２のように構成されている。なお同図は、図１１に示したように、プラテン上をエアー浮上した移動ステージが移動する平面ステージを例にして示している。
ワークステージの移動ステージ１０の上部に設けられたワークス保持ステージ２２の表面に、平面ミラー４１を壁のように設ける。該平面ミラー４１はワークス保持テージ２２の平面２方向（ＸＹ方向）について設ける。
ワークステージ外の基準位置にレーザ測長器４２を固定して設け、該レーザ測長器４２から、上記ワーク保持ステージ２２のミラー４１に向かって測長レーザを出射する。ミラー４１からの反射光をレーザ測長器４２に入射して距離を測定する。

図１３は、図１２のステージ装置を上から見た平面図である。
レーザ測長器４２は、そこから出射するレーザ光と、対象物から反射して戻って来て再入射するレーザ光の位相のずれにより、対象物までの距離を測定するものであり、一般に市販されている。用いられるレーザ光源は、主としてＨｅ−Ｎｅレーザである。
測長レーザを反射するミラー４１がワーク保持ステージ２２の表面に設けられているので、測長位置と、実際に制御を行いたいワーク３０の位置とがほぼ一致する。したがってＡｂｂｅ誤差を防ぐことができる。
例えば、特許文献２には、図１２、図１３に示したような、ワークステージにミラーが取り付けられ、ワークステージとは独立した位置から測長用のレーザ光が、上記ミラーに対して出射されるステージが示されている。
特開平９−２３６８９号公報 特開平７−２２６３５４公報 橋田茂、海保文雄、小泉豊、田村哲司「平面サーボモータＰＬＡＮＥＳＥＲＶとその要素技術」「横河技報」Vol.45No.2(2001)、p83-86

ところが、このようなワーク保持ステージ上にミラーを設ける方式では、次のような問題がある。
ワーク保持ステージ上に設けるミラーの長さは、移動ステージのストローク（移動する距離）分だけ長くする必要がある。
一方、例えば、露光処理を行うワークが、大型のプリント基板や液晶パネルの場合、ウエハに比べて大きく、これをステップ＆リピートで露光する場合、ワーク保持ステージは大きくなり、移動ステージの移動距離も長くなる。
したがって、大型のワークをステップ＆リピートで露光する装置のワーク保持ステージにミラーを設けるとなると、ミラーはその分長くなって重くなり、そのためワークステージ全体も重くなる。
ワークステージの重さが重くなると、ワークステージはステップ＆リピートのための素早い移動や、素早い位置決めが不利になる。また大型の移動機構や移動制御装置が必要になる。
上記対策として、レーザ測長器とミラーの設ける位置を逆にして、ワーク保持ステージの表面にレーザ測長器を取り付け、ワークステージ外にミラーを設けることも考えられる。そのような構成にしても、同様に距離の測定を行なうことができる。

しかし、従来レーザ測長器用に用いられてきたＨｅ−Ｎｅレーザのレーザヘッドは、大きくて重いので、これを移動体側（ワークステージ側）に取り付けることは行なわれなかった。
ところが、近年、レーザ測長器用の光源として半導体レーザが使用されるようになってきた。半導体レーザは、Ｈｅ−Ｎｅレーザにくらべて非常に軽いので、移動体側に設けても重量の増加は少ない。そのため、移動ステージに半導体レーザを光源とするレーザ測長器を備えたステージ装置が開発されるようになって来た。
例えば、非特許文献１の図４には、半導体レーザを光源とするレーザ測長器を移動体側に設けたステージの構成が示されている。

図１４に、露光装置のワークステージとして、移動ステージに半導体レーザを光源とするレーザ測長器を備えたステージ装置を使用した場合の構成例を示す。同図はステージ装置を側面から見た図である。
移動ステージ１０は、エアーにより浮上し、移動ステージ１０の下面に設けられた移動機構（不図示）により、制御部５０からの信号に基づいて、プラテン１５上をＸＹ（θ）方向に移動する。
移動ステージ１０上には、Ｚ移動機構２１を介してワーク保持ステージ２２が設けられ、ワーク３０はこのワーク保持ステージ２２上に載置され、吸着保持される。
半導体レーザを光源とするレーザ測長器４２は、移動ステージ１０の内部に設けられ、移動ステージ１０の側面に設けられたレーザ出入射口４３から、測長用のレーザ光がワークステージ２０とは独立して設けられているミラー４１に対して出射される。
出射されたレーザ光は、ミラー４１によって反射され、レーザ出入射口４３からレーザ測長器４２に再入射する。レーザ測長器４２は出射レーザ光と入射レーザ光の位相のずれを測定し、ミラー４１までの距離を測定する。
測定された距離データは、装置の制御部５０に送られる。
なお、図１４では、レーザ測長器４２は図面左右方向の距離を測定するものしか示していないが、実際は、図面手前奥方向の距離を測定するものも設けられ、ＸＹ２方向の距離を測定する。

上記のようなステージ装置を用いれば、反射ミラー４１はワークステージ２０外に設けられるので、ワークステージ２０が、長いミラー４１により重くなるという問題はなくなる。上記したように、半導体レーザは軽量なのでレーザ測長器も従来に比べて軽量であり、ワークステージ２０の重量増加は、ミラー４１を設ける場合に比べて少ない。
しかし、レーザ光の出入射口４３は移動ステージ１０の側面に設けられているので、レーザ光により測長される位置と、本来制御を行いたいワーク保持ステージ２２の表面の位置（ワーク３０の位置）とが、高さ方向に異なる。したがって、前記したＡｂｂｅ誤差が発生する。
図１５に、図１４のようなステージ装置で生じるＡｂｂｅ誤差の例を示す。
プラテン１５表面からワーク保持ステージ２２に保持されるワーク３０表面までの高さが１５０ｍｍ、プラテンから測長用レーザ出入射口４３までの高さが７５ｍｍ、レーザ出入射口４３からワーク表面までの高さが７５ｍｍである図１５（ａ）に示す平面ステージを製作した。
ワークステージ２０のピッチングを測定したところ、図１５（ｂ）に示すようにその角度は６角度秒（６／３６００°）となり、ワーク表面では約２μｍのＡｂｂｅ誤差が生じた。

現状、高精度基板の露光装置においては、±１μｍ以下の重ね合わせ精度が要求されている。Ａｂｂｅ誤差以外の誤差が生じることも考え合わせると、Ａｂｂｅ誤差は現状の１／１０程度にまで少なくすることが望まれる。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、半導体レーザを光源とするレーザ測長器が移動ステージに設けられ、レーザ測長器の測定結果に基づき、位置制御を行うステージ装置において、Ａｂｂｅ誤差の少ないステージ装置を実現することを目的とする。

上記課題を本発明においては、以下のようにして解決する。
平面内を移動する移動ステージに測長用のレーザ光を入出射するレーザ測長器を設けたステージ装置において、上記移動ステージ上に設けられたワーク保持ステージに対向する位置にレーザ測長器から出射するレーザ光を反射する反射面を設け、上記移動ステージもしくはワーク保持ステージに、上記レーザ測長器のレーザ光出入射口の高さを、上記反射面に合わせる光学部材を取り付ける。
上記光学部材は２枚のミラーを備え、該２枚のミラーによりレーザ測長器に入出射するレーザ光を反射して折り返し、レーザ光の出入射口の高さを、上記ワーク保持ステージの位置に合わせ、上記反射面に対向させる。

本発明においては、移動ステージにレーザ測長器を設け、移動ステージもしくはワーク保持ステージに光学部材を取り付けて、レーザ測長器のレーザ光出入射口の高さを、該レーザ光を反射する反射面に合わせるようにしたので、Ａｂｂｅ誤差を防ぐことができ、ワーク保持ステージを精度良く位置決めすることができる。

図１は本発明の第１の実施例を示す図であり、本実施例のステージ装置を側面から見た図を示している。
移動ステージ１０は、前記図１４に示したものと同様、エアーにより浮上し、移動ステージ１０の下面に設けられた移動機構（不図示）により、制御部５０からの信号に基づいて、プラテン１５上をＸＹ（θ）方向（Ｘ方向は例えば同図の左右方向、Ｙ方向は同図の前後方向、θはＸＹ平面に垂直な軸を中心とした回転）に移動する。移動ステージ１０上には、Ｚ移動機構２１を介してワーク保持ステージ２２が設けられ、ワーク３０はこのワーク保持ステージ２２上に載置され、吸着保持される。
移動ステージ１０には、半導体レーザを光源とするレーザ測長器４２が内蔵されており、移動ステージ１０の側面に設けられたレーザ光出入射口４３から、測長用のレーザ光が出入射される。
本実施例では、移動ステージ１０の側面に、レーザ光反射ユニット４４が取り付けられている。レーザ光反射ユニット４４は、２枚の全反射ミラー４５ａ，４５ｂを組み合わせた潜望鏡のような構造であり、レーザ出入射口４３に入出射するレーザ光の光軸を、ワーク保持ステージ２２の表面の位置にまで移動させる。
また、レーザ光を反射するためにワークステージ外の基準位置に設けられたミラー４１は、ワーク保持ステージ２２の表面の位置の高さと移動方向に合わせて、ワーク保持ステージ２２に対向する位置に設けられている。

レーザ光反射ユニット４４は２枚の全反射ミラー４５ａ，４５ｂから構成され、レーザ測長器４２から出射されるレーザ光は、全反射ミラー４５ａおよび全反射ミラー４５ｂで反射して、レーザ光の光軸は上記全反射ミラー４５ａ，４５ｂの間隔に相当した高さだけ上方に移動し、全反射ミラー４５ｂに対向する位置に設けられたミラー４１に入射する。そして、ミラー４１で反射したレーザ光は、全反射ミラー４５ｂおよび全反射ミラー４５ａで反射して、レーザ測長器４２に入射する。
即ち、レーザ光反射ユニット４４は、レーザ測長器４２のレーザ光出入射口４３の高さをワーク保持ステージ２２に対向する位置に設けたミラー４１の高さに合わせる働きをする。
レーザ光反射ユニット４４により、レーザ光の光路長は長くなるが、ワークステージ２０から出射する高さ方向の位置が変わるだけであるので、従来と同様に距離を測定することができる。
なお、ワークステージ２０は、レーザ光反射ユニット４４の分だけ重くなるが、レーザ光入出射口４３に対応させてそれぞれ一つ設ければよく、移動距離に応じて長いミラーを設ける場合に比べて、重量増加は少ない。

図２に図１に示したステージ装置を上から見た平面図を示す。同図に示すように、レーザ光を反射するミラー４１は、ワークステージ２０外の基準位置に設けられ、ワークステージ２０の移動距離に応じた長さとする。
また、Ｘ方向、Ｙ方向の位置を測定するため、レーザ出射口４３は２方向に設けられ、ミラー４１もＸ方向、Ｙ方向の２方向に設けられる。
なお、ワーク保持ステージ２２は、Ｚ移動機構２１によりＺ方向に上下移動する場合があり、そのため、ワークの高さ方向の位置が変化する。
Ｚ移動機構２１によりワークの高さ方向の位置が変化すると、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ワーク３０の表面の位置と、測長用レーザ光が出入射する位置が異なる。
しかし、ワーク３０の高さ方向の変化は、露光投影像の結像位置調整等によるもので大きくても１〜２ｍｍ程度であり、図１５で示した、例えば７５ｍｍに比べると非常に小さいので、Ａｂｂｅ誤差に影響は小さいと考えられる。

次に、図１にもどり、本実施例のワークステージの動作について説明する。
制御部５０は、移動ステージ２２を原点位置に移動させる。これによりワークステージ２０全体が原点位置に移動する。
移動ステージ１０の側面のレーザ出入射口４３から、測長用レーザを出射させる。出入射口４３からのレーザ光はレーザ光反射ユニット４４のミラー４５ａにより反射され、ワークステージ２０の表面の高さ、即ち、ワークステージ２０の高さに合わせて設けられたミラー４１の高さにまで上げられ、ミラー４５ｂによりワークステージ２０から出射する。
出射したレーザ光は、ワークステージ２０外に固定されたミラー４１により反射され、再びレーザ光反射ユニット４４に戻り、ミラー４５ａとミラー４５ｂで反射されてレーザ測長器４２にもどる。
レーザ測長器４２は出射レーザ光と入射レーザ光の位相のずれに基づき、ミラー４１までの距離を計算し、距離信号が制御部５０に送られる。制御部５０は、その距離データを原点位置におけるミラー４１までの距離として記憶する。

制御部５０に、ワークステージ２０を移動させたい距離が入力される。制御部５０は入力された距離に基づき、移動ステージ１０を移動させる。これによりワークステージ２０が移動する。そして、移動後、原点位置における場合と同様に、レーザ測長器４２によりミラー４１までの測長を行なう。
制御部５０は、現在のミラー４１までの距離から、記憶していた原点位置におけるミラー４１までの距離を引き算し、ワークステージ２０が実際に移動した距離を求める。
そして実際に移動した距離と、入力された移動させたい距離とを比較し、差があればフィードバック制御を行い、ワークステージ２０を移動させたい距離に近づける。
このようなワークステージをステップ＆リピートにより露光する装置のワークステージとして用いる場合は、ワーク保持ステージ２２上にワーク３０を載置して保持し、上記のような移動と距離の制御を繰返し行うことにより、ワーク３０の全面を逐次露光していく。

図４は本発明の第２の実施例を示す図であり、同図は本実施例のステージ装置を側面から見た図を示している。
本実施例は、レーザ光反射ユニット４４をワーク保持ステージ２２に取り付けたものであり、その他の構成は、前記図１に示したものと同様である。
前記したように、移動ステージ１０には、半導体レーザを光源とするレーザ測長器４２が内蔵されており、移動ステージ１０の側面に設けられたレーザ出入射口４３から、測長用のレーザ光が出入射される。
レーザ光反射ユニット４４は２枚の全反射ミラー４５ａ，４５ｂを備え、前記したようにレーザ出入射口４３から出射したレーザ光の光軸を、ワーク保持ステージ２２の表面の位置にまで移動させる。また、レーザ光を反射するためのミラー４１は、上記レーザ光反射ユニット４４から出射するレーザ光の位置に対向する位置に設けられている。
本実施例のステージ装置の動作は、前記第１の実施例と同様であり、移動ステージ１０の側面のレーザ出入射口４３から出射した測長用レーザ光はレーザ光反射ユニット４４のミラー４５ａにより反射され、ワークステージ２０の表面の高さ、即ち、ワークステージ２０の高さに合わせて設けられたミラー４１の高さにまで上げられ、ミラー４５ｂによりワークステージ２０から出射する。
出射したレーザ光は、ワークステージ２０外に固定されたミラー４１により反射され、再びレーザ光反射ユニット４４に戻り、ミラー４５ａとミラー４５ｂで反射されてレーザ測長器４２にもどる。
レーザ測長器４２は出射レーザ光と入射レーザ光の位相のずれに基づき、ミラー４１までの距離を計算し、制御部５０は、その距離データに基づき、ワークステージ２０の位置を制御する。

本実施例においても、ワーク保持プレート２２は、Ｚ移動機構２１によりＺ方向に上下移動し、ワーク保持ステージ２２の高さは変化する。
ワーク保持ステージ２２（ワーク３０）の高さ方向の位置が変化すると、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ワーク３０の表面の位置と、測長用レーザ光が出入射する位置が異なる。しかし、前記したように、ワーク３０の高さ方向の変化は、露光投影像の結像位置調整等によるもので大きくても１〜２ｍｍ程度であり、Ａｂｂｅ誤差に影響は小さいと考えられる。
なお、上記実施例では、ワーク保持プレート２２を上下方向に移動させるＺ移動機構２１を設ける場合について説明したが、上記Ｚ移動機構に代えて、上記ワーク保持ステージ２２の傾きを変化させるためのＺ／チルト機構を設ける場合もある。
この場合は、レーザ光反射ユニット４４をワーク保持ステージ２２に設けると、ワーク保持ステージ２２を傾けたときレーザ光反射ユニット４４も傾き、ミラー４１までの距離が僅かではあるが変化する。この誤差が無視できない場合には、前記第１の実施例のように、レーザ光反射ユニット４４を移動ステージに設けるのが望ましい。

図６は、本発明の第３の実施例を示す図である。同図は本実施例のステージ装置を側面から見た図を示しており、本実施例は、前記図９に示したような、ボールねじでステージを移動させる場合の構成を示している。
同図に示すように、ベースプレート（基台）１５に対して、ボールねじ１１a とガイド１６ａにより図面手前奥方向に移動するＹステージ１０ｂが設けられる。
上記Ｙステージ１０ｂの上に、ボールねじ１１ｂとガイド（図示せず）により図面左右方向に移動するＸステージ１０ａが設けられる。
上記Ｘステージ１０ａに、Ｘ方向側長用とＹ方向側長用の２台の前記した半導体レーザを光源とするレーザ測長器を設ける（同図ではレーザ測長器は図示されていない）。
また、Ｘステージ１０ａの上に、Ｚ移動機構２１を介してワーク保持ステージ２２が設けられる。
Ｘステージ１０ａの側面には、レーザ出入射口４３とＸ方向測長用およびＹ方向測長用の２つのレーザ反射ユニット４４が設けられ、レーザ反射ユニット４４は、前記したように測長用レーザ光の出入射位置を、ワーク保持ステージ２２に保持されるワーク３０の位置、即ち、ワーク保持ステージ２２の高さに合わせて設けられたミラー４１の位置にまで移動させる。
その他の構成は、前記図１に示したものと同様であり、レーザ測長器からの測長用レーザ光は、前記したように、ワークステージ２０の表面の高さにまで上げられ、ミラー４１により反射され、再びレーザ光反射ユニット４４に戻り、ミラー４５ａとミラー４５ｂで反射されてレーザ測長器にもどる。
レーザ測長器は出射レーザ光と入射レーザ光の位相のずれに基づき、ミラー４１までの距離を計算し、制御部（図示せず）は、その距離データに基づき、ワークステージ２０の位置を制御する。
なお、図６では、レーザ反射ユニット４４をＸステージ１０ａに取り付けた場合について示したが、前記図４に示したように、レーザ反射ユニット４４をワーク保持ステージ２２に取り付けてもよい。
また、以上の実施例では、レーザ光反射ユニットに２枚の全反射ミラーを設ける場合について説明したが、２枚の全反射ミラーの代わりにプリズムなど、光を反射する光学部材を用いても同様に実現することができる。

本発明の第１の実施例を示す図である。 図１に示すステージ装置を上から見た平面図である。 図１のステージ装置においてＺ移動機構によりワーク保持ステージが上下動した場合を示す図である。 本発明の第２の実施例を示す図である。 図４のステージ装置においてＺ移動機構によりワーク保持ステージが上下動した場合を示す図である。 本発明の第３の実施例を示す図である。 移動体が移動するときの回転の自由度を示す図である。 Ａｂｂｅ誤差を説明する図である。 ステージ装置において生じるＡｂｂｅ誤差を説明する図である。 ボールねじを用いない平面ステージ（ソーヤステージ）において生ずるＡｂｂｅ誤差を説明する図である。 図１０のステージ装置において、プラテンの表面にうねりがある場合に生ずるＡｂｂｅ誤差を説明する図である。 レーザ測長器をワークステージ外に設け、ワークステージにミラーを設けた従来のステージ装置の構成例を示す図である。 図１２のステージ装置を上から見た平面図である。 移動ステージにレーザ測長器を設けたステージ装置の構成例を示す図である。 図１４のステージ装置で生ずるＡｂｂｅ誤差を説明する図である。

符号の説明

１０ 移動ステージ
１０ａ Ｙステージ
１０ｂ Ｘステージ
１１ａ，１１ｂ ボールねじ
１６ａ，１６ｂ ガイド
２０ ワークステージ
２１ Ｚ移動機構
２２ ワーク保持ステージ
３０ ワーク
４１ ミラー
４２ レーザ測長器
４３ レーザ光入出射口
４４ レーザ光反射ユニット
４５ａ，４５ｂ 全反射ミラー
５０ 制御部

Claims (2)

1. 測長用のレーザ光を入出射するレーザ測長器を備え、平面内を移動する移動ステージと、
   上記移動ステージ上に設けられ、ワークを保持するワーク保持ステージと、
   上記ワーク保持ステージに対向する位置に設けられ、上記移動ステージのレーザ測長器から出射するレーザ光を反射する反射面と、
   上記反射面により反射されたレーザ光が上記レーザ測長器に入射されることにより測長されるレーザ測長器から反射面までの距離に基づき、上記移動ステージを移動させるステージ移動制御部とを備えたステージ装置において、
   上記移動ステージには、
   上記レーザ測長器のレーザ光出入射口の高さを、上記反射面に合わせる光学部材が取り付けられている
   ことを特徴とするステージ装置。
2. 測長用のレーザ光を入出射するレーザ測長器を備え、平面内を移動する移動ステージと、 上記移動ステージ上に設けられ、ワークを保持するワーク保持ステージと、
   上記ワーク保持ステージに対向する位置に設けられ、上記移動ステージのレーザ測長器から出射するレーザ光を反射する反射面と、
   上記反射面により反射されたレーザ光が上記レーザ測長器に入射されることにより測長されるレーザ測長器から反射面までの距離に基づき、上記移動ステージを移動させるステージ移動制御部とを備えたステージ装置において、
   上記ワーク保持ステージには、
   上記レーザ測長器のレーザ光出入射口の高さを、上記反射面に合わせる光学部材が取り付けられている
   ことを特徴とするステージ装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images